硅是一种半导体自由电子数小于的物质导体但不仅仅是一个绝缘子。由于硅具有这种独特的特性，它在电子领域有着广泛的应用。有两种硅能带即导带和价带。具有价电子的一系列能级在固体中形成了价带。在绝对0oK温度，价电子带的能级被电子填满。当电子在价带时，这个带包含最大的能量，没有电流流动。
导带是较高能级的带，是能量的最小值。这个带部分被电子填满，这些电子被称为自由电子，因为它们可以在固体中的任何地方移动。这些电子负责当前的流动。在导带和价带之间有一个能隙。这种能量的差异称为禁能隙。这个间隙决定了固体的性质。
固体在本质上是金属、绝缘体还是半导体，这是由禁能隙的大小决定的。金属部分无间隙，金属部分有较大间隙绝缘体。为半导体，缝隙不大，光带也不会重叠。硅在300伏特时的禁带间隙为1.2 eVoK的温度。
我们知道在硅晶体中，存在共价键。硅是电中性的。当一个电子脱离共价键时，它后面就会产生一个空穴。随着温度的升高，越来越多的电子跃入导带，更多的空穴产生在价带。
硅的能带图
硅的能带图显示了物质中电子的能级。在本征硅中，费米能级位于间隙的中间。当本征硅被施主原子掺杂时，它变成n型，费米能级随之升高，即靠近导带。当本征硅掺杂受体原子时，它变成p型，费米能级向价带移动。
本征硅的能带图
外部硅的能带图
